(57)【要約】【解決手段】空気をろ過するためのフェイスマスクは、ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、フェイスシールに密閉可能に取り付けられた支持体であって、支持体は、到来する空気の通過を許す開放領域と、呼気を放出するための出口弁とを有する、支持体と、支持体に取り外し可能に取り付けられた前部シェルであって、前部シェルは、到来する空気が支持体の開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有する、前部シェルと、空気から微粒子成分をろ過するためのフィルタと、を含む。フィルタは、前部シェルと支持体との間に収容されるように構成される。フェイスシールは、フィルタとユーザとの間の直接接続をもたらす。【選択図】図４
2019529018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気をろ過するためのフェイスマスクであって、
ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、
前記フェイスシールに密閉可能に取り付けられた支持体であって、前記支持体は、到来する空気の通過を許す開放領域と、呼気を放出するための出口弁とを有する、支持体と、
前記支持体に取り外し可能に取り付けられた前部シェルであって、前記前部シェルは、前記到来する空気が前記支持体の前記開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有する、前部シェルと、
空気から微粒子成分をろ過するためのフィルタであって、前記フィルタは、前記前部シェルと前記支持体との間に収容されるように構成され、前記フェイスシールは、前記フィルタとユーザとの間の直接接続をもたらす、フィルタと、
を備えるフェイスマスク。
【請求項２】
前記支持体は、前記開放領域を定める枠組みを備える、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項３】
前記枠組みは、中央縦方向フレーム部材と、少なくとも２つの横方向フレーム部材とを備える、請求項２に記載のフェイスマスク。
【請求項４】
前記前部シェルは、前記前部シェルの両側に位置する一対のシェル取り付け部材を含み、前記支持体は、前記シェル取り付け部材に取り外し可能に接続される一対の内側取り付け部材を含む、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項５】
前記前部シェルは、前記前部シェルの鼻位置に位置する上部シェルコネクタを含み、前記支持体は、前記上部シェルコネクタに蝶番状に接続される上部アタッチメント部材を含む、請求項４に記載のフェイスマスク。
【請求項６】
前記シェル取り付け部材は、前記シェル取り付け部材を前記内側取り付け部材から外すことによって前記フェイスマスクを二枚貝状に開くための外側解放部材を含む、請求項５に記載のフェイスマスク。
【請求項７】
前記フェイスシールはシリコーンである、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項８】
前記フェイスシールは、前記支持体と前記前部シェルとの間の前記フィルタの周囲をシールするように前記支持体にオーバーモールドされている、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項９】
前記フィルタは、組み立てられていないときは平坦であり、かつ、前記支持体への挿入のために湾曲して三次元の形態になるように構成されている、請求項８に記載のフェイスマスク。
【請求項１０】
前記フィルタは、中央鼻部スリットによって隔てられた一対の鼻部分を含み、前記鼻部分は、前記フィルタが前記前部シェルと前記支持体との間に収容されるときに互いに合わさって前記三次元の形態を形成する、請求項９に記載のフェイスマスク。
【請求項１１】
前記フェイスシールは、前記支持体の中央縦方向フレーム部材に沿って延びる鼻部シールを含み、前記鼻部シールは、前記中央縦方向フレーム部材のポスト穴に接続されるコネクタポストを含み、前記鼻部シールは、前記フィルタの前記鼻部分をシールして前記フィルタと前記支持体との間に気密なシールをもたらすように位置する、請求項１０に記載のフェイスマスク。
【請求項１２】
前記前部シェルは、前記フィルタを前記フェイスマスク内に整列させるために前記前部シェルの内面に位置するフィルタ位置合わせ部材を含む、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項１３】
前記前部シェルは、前記フィルタを前記前部シェルの内面から離して保持するために、前記入口穴に隣接して前記前部シェルの前記内面に位置する複数のスタンドオフを含む、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項１４】
前記フェイスマスクをユーザの顔へと保持するために前記前部シェルまたは前記支持体に取り付けられた頭部ストラップをさらに備える、請求項１に記載のフェイスマスク。
【請求項１５】
空気中の微粒子の量を監視するために前記頭部ストラップに取り付けられた汚染センサをさらに備える、請求項１４に記載のフェイスマスク。
【請求項１６】
前記頭部ストラップは、前記汚染センサおよびユーザ通信機器と通信するための通信システムを含む、請求項１５に記載のフェイスマスク。
【請求項１７】
前記汚染センサは、前記フェイスマスクがユーザの頭部に装着されたときに前記汚染センサをオンにする引っ張られた状態のばねを有する引っ張りスイッチを含む、請求項１５に記載のフェイスマスク。
【請求項１８】
空気をろ過するためのフェイスマスクと、
空気品質読み取り値（ＡＱＲ）を取得するための少なくとも１つの汚染センサと、汚染回路とを有するマスクセンサ装置であって、前記汚染回路は、前記ＡＱＲを記憶するためのメモリ、前記ＡＱＲを処理するためのプロセッサ、前記ＡＱＲを送信および受信するためのトランシーバ、ならびに、前記汚染回路に電力を供給するための電源を有する、マスクセンサ装置と、
前記マスクセンサ装置と通信し、前記マスクセンサ装置からＡＱＲを受信するユーザ通信機器であって、前記ユーザ通信機器は、前記マスクセンサ装置から受信した前記ＡＱＲに基づいて空気品質データを表示する、ユーザ通信機器と、
を備える空気監視システム。
【請求項１９】
前記マスクセンサ装置は、前記フェイスマスクの外部に取り付けられる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記マスクセンサ装置および前記ユーザ通信機器は、ネットワークを介してサーバと通信し、前記サーバは、既存のＡＱＲの近接度、距離、時間、および予測可能性に基づいてＡＱＲ精度を決定し、前記ＡＱＲ精度が所定のしきい値より大きい場合、前記空気品質データは前記ユーザ通信機器上に表示され、前記ＡＱＲ精度が前記所定のしきい値より小さい場合、前記マスクセンサ装置は、新たな汚染の測定を実行し、かつ、ＡＱＲを前記サーバへ送信する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ユーザ通信機器が環境の変化を認識すると、前記少なくとも１つの汚染センサは、新たなＡＱＲを取得する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ユーザ通信機器は、ユーザの呼吸数または呼吸の気流、ユーザによる前記フェイスマスクの着用期間、および、その期間のユーザの位置におけるＡＱＲデータからの空気汚染物質のレベルに基づき、フィルタの寿命、フィルタの有効性、および総使用量のうちの任意の１つ以上を決定するフィルタ寿命モジュールを含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記マスクセンサ装置は、前記汚染回路によって制御されるライトを含み、前記ライトは、ＡＱＲが所定の上側しきい値または下側しきい値に達する場合に点滅する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２４】
少なくとも２つのマスクセンサ装置が近接して存在する場合に、第１のマスクセンサ装置が第２のマスクセンサ装置へＡＱＲを提供する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２５】
前記フェイスマスクは、
ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、
前記フェイスシールに密閉可能に取り付けられた支持体であって、前記支持体は、到来する空気の通過を許す開放領域と、呼気を放出するための出口弁とを有する、支持体と、
前記支持体に取り外し可能に取り付けられた前部シェルであって、前記前部シェルは、前記到来する空気が前記支持体の前記開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有する、前部シェルと、
空気から微粒子成分をろ過するためのフィルタであって、前記フィルタは、前記前部シェルの前記入口穴と前記支持体の前記開放領域との間に収容されるように構成され、前記フェイスシールは、前記フィルタとユーザとの間の直接接続をもたらす、フィルタと、
を備える、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される実施形態は、呼吸マスク（respirator）および空気監視システムに関し、特に、空気をろ過するためのフェイスマスクおよび空気の品質を監視するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸マスクは、空気中を漂う粒子あるいは不快または有害なガスから人間の呼吸器系を保護するために、幅広くさまざまな用途において使用されている。また、それらは、例えば、医療提供者によって着用されることも多く、有害な微生物の使用者への拡散または使用者からの拡散を防止する。
【０００３】
汚染された環境で働く人々は、一般的に、空気中の汚染物質の吸入から自身を保護するために、ろ過フェイスマスクを着用する。ろ過フェイスマスクは、典型的には、空気から粒子状および／またはガス状の汚染物質を除去することができる繊維質フィルタまたは吸着剤フィルタを有する。
【０００４】
呼吸マスクは、ろ過されていない空気に含まれる有害なバクテリアまたは粒子からユーザを保護するなど、さまざまな用途を有する。既存の呼吸マスクは、フィルタによってろ過された汚染物質に起因してフィルタが劣化する状況を、考慮できない可能性がある。これらのろ過された汚染物質は、フィルタを劣化させ、ユーザが劣化したフィルタを通してろ過された空気を受け取ることを余儀なくさせる。これにより、呼吸マスクの交換が必要になる可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実施形態によれば、空気をろ過するためのフェイスマスクが提供される。このフェイスマスクは、ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、フェイスシールに密着し、到来する空気の通過を許す開放領域、および呼気を放出するための出口弁とを有している支持体と、支持体に取り外し可能に取り付けられ、到来する空気が支持体の開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有している前部シェルと、前部シェルと支持体との間に収容されるように構成され、空気から微粒子成分をろ過するフィルタとを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態によれば、空気をろ過するためのフェイスマスクが提供される。このフェイスマスクは、ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、フェイスシールに密着し、到来する空気の通過を許す開放領域、および呼気を放出するための出口弁を有している支持体と、支持体に取り外し可能に取り付けられ、到来する空気が支持体の開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有している前部シェルと、空気から微粒子成分をろ過するためのフィルタとを含み、フィルタは、前部シェルと支持体との間に収容されるように構成され、フェイスシールは、フィルタとユーザとの間の直接接続をもたらす。
【０００７】
支持体は、開放領域を定める枠組みを含むことができる。枠組みは、中央縦方向フレーム部材と、少なくとも２つの横方向フレーム部材とを含むことができる。
【０００８】
前部シェルは、前部シェルの両側に配置された一対のシェル取り付け部材を含むことができる。支持体は、シェル取り付け部材に取り外し可能に接続される一対の内側取り付け部材を含むことができる。
【０００９】
前部シェルは、前部シェルの鼻位置に配置された上部シェルコネクタを含むことができる。支持体は、上部シェルコネクタに蝶番状に接続される上部取り付け部材を含むことができる。
【００１０】
シェル取り付け部材は、シェル取り付け部材を内側取り付け部材から外すことによってフェイスマスクを二枚貝状に開くための外側解放部材を含むことができる。
【００１１】
フェイスシールは、シリコーン製であってよい。フェイスシールは、支持体と前部シェルとの間のフィルタの周囲をシールするように支持体にオーバーモールドされてもよい。
【００１２】
フィルタは、組み立てられていないときは平坦であり、かつ、支持体への挿入のために湾曲して三次元の形態になるように構成されることができる。
【００１３】
フィルタは、中央鼻部スリットによって隔てられた一対の鼻部分を含むことができる。鼻部分は、フィルタが前部シェルと支持体との間に収容されるときに互いに合わさって三次元の形態を形成する。
【００１４】
フェイスシールは、支持体の中央縦方向フレーム部材に沿って延びる鼻部シールを含むことができる。鼻部シールは、中央縦方向フレーム部材のポスト穴に接続されるコネクタポストを含むことができる。鼻部シールは、フィルタと支持体との間に気密なシールをもたらすために、フィルタの鼻部分をシールするように配置される。
【００１５】
前部シェルは、フィルタをフェイスマスク内に整列させるために前部シェルの内面に位置するフィルタ位置合わせ部材を含むことができる。
【００１６】
前部シェルは、フィルタを前部シェルの内面から離して保持するために、入口穴に隣接して前部シェルの内面に位置する複数のスタンドオフを含むことができる。
【００１７】
フェイスマスクは、フェイスマスクをユーザの顔へと保持するために前部シェルまたは支持体に取り付けられた頭部ストラップをさらに含むことができる。
【００１８】
フェイスマスクは、空気中の微粒子の量を監視するために頭部ストラップに取り付けられた汚染センサをさらに含むことができる。頭部ストラップは、汚染センサおよびユーザ通信機器と通信するための通信システムを含むことができる。汚染センサは、フェイスマスクがユーザの頭部に装着されたときに汚染センサをオンにする引っ張られた状態のばねを有する引っ張りスイッチを含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、空気監視システムが提供される。空気監視システムは、空気をろ過するためのフェイスマスクと、マスクセンサ装置と、マスクセンサ装置と通信し、マスクセンサ装置から空気品質読み取り値（ＡＱＲ）を受信するユーザ通信機器とを含み、ユーザ通信機器は、マスクセンサ装置から受信したＡＱＲに基づいて空気品質データを表示する。マスクセンサ装置は、ＡＱＲを取得するための少なくとも１つの汚染センサと、汚染回路とを含み、汚染回路は、ＡＱＲを記憶するためのメモリと、ＡＱＲを処理するためのプロセッサと、ＡＱＲを送信および受信するためのトランシーバと、汚染回路に電力を供給するための電源とを有する。
【００２０】
マスクセンサ装置を、フェイスマスクの外部に取り付けることができる。
【００２１】
マスクセンサ装置およびユーザ通信機器は、ネットワークを介してサーバと通信することができる。サーバは、既存のＡＱＲの近接度、距離、時間、および予測可能性に基づいてＡＱＲ精度を決定する。ＡＱＲ精度が所定のしきい値を上回る場合、空気品質データがユーザ通信機器に表示される。ＡＱＲ精度が所定のしきい値を下回る場合、マスクセンサ装置は、新たな汚染測定を行い、ＡＱＲをサーバへと送信する。
【００２２】
特定の場合、ユーザ通信機器が環境の変化を認識すると、少なくとも１つの汚染センサは新たなＡＱＲを取得する。
【００２３】
ユーザ通信機器は、ユーザの呼吸数または呼吸の気流、ユーザによるフェイスマスクの着用期間、およびその期間のユーザの位置におけるＡＱＲデータからの空気汚染物質のレベルに基づき、フィルタの寿命、フィルタの有効性、および総使用量（lifetime usage）のうちの任意の１つ以上を決定するフィルタ寿命モジュールを含むことができる。
【００２４】
マスクセンサ装置は、汚染回路によって制御されるライトを含むことができ、ライトは、ＡＱＲが所定の上側しきい値または下側しきい値に達する場合に点滅する。
【００２５】
システムは、近接して位置する少なくとも２つのマスクセンサ装置を含み得る。第１のマスクセンサ装置は、第２のマスクセンサ装置にＡＱＲを提供する。
【００２６】
このシステムのフェイスマスクは、ユーザの鼻および口の周囲に気密かつ柔軟なシールをもたらすためのフェイスシールと、フェイスシールに密着し、到来する空気の通過を許す開放領域、および呼気を放出するための出口弁を有している支持体と、支持体に取り外し可能に取り付けられ、到来する空気が支持体の開放領域を通過することを可能にするための入口穴を有している前部シェルと、空気から微粒子成分をろ過するためのフィルタとを含むことができ、フィルタは、前部シェルの入口穴と支持体の開放領域との間に収容されるように構成され、フェイスシールは、フィルタとユーザとの間の直接接続をもたらす。
【００２７】
他の態様および特徴は、いくつかの典型的な実施形態の以下の説明を検討することで、当業者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本明細書に含まれる図面は、本明細書の物品、方法、および装置のさまざまな例を説明するためのものである。
【００２９】
【図１】一実施形態によるフェイスマスクの斜視図である。
【００３０】
【図２】図１のフェイスマスクの側面図である。
【００３１】
【図３】図１のフェイスマスクの正面図である。
【００３２】
【図４】図１のフェイスマスクの分解斜視図である。
【００３３】
【図５】図１のフェイスマスクの分解側面図である。
【００３４】
【図６Ａ】図１のフェイスマスクの前部シェルの内側の図である。
【図６Ｂ】図１のフェイスマスクの前部シェルの詳細図である。
【００３５】
【図７Ａ】図６の前部シェルの拡大斜視図である。
【図７Ｂ】図６の前部シェルの側面図である。
【００３６】
【図８】図１のフェイスマスクの支持体および頭部ストラップの斜視図である。
【００３７】
【図９】図１のフェイスマスクのオーバーモールドによるフェイスシールおよび頭部ストラップを有する支持体の斜視図である。
【００３８】
【図１０】平坦な状態にある図１のフェイスマスクのフィルタの正面図である。
【００３９】
【図１１】図１のフェイスマスクの頭部ストラップの斜視図である。
【００４０】
【図１２】一実施形態によるフェイスマスク用の汚染センサの斜視図である。
【００４１】
【図１３Ａ】さらなる実施形態によるフェイスマスクの頭部ストラップおよび汚染センサの斜視図である。
【図１３Ｂ】さらなる実施形態によるフェイスマスクの頭部ストラップおよび汚染センサの斜視図である。
【００４２】
【図１３Ｃ】一実施形態による頭部ストラップの引っ張りスイッチの概略図である。
【００４３】
【図１４Ａ】さらなる実施形態によるスカーフ内のフェイスマスクの分解図である。
【図１４Ｂ】さらなる実施形態によるスカーフ内のフェイスマスクの斜視図である。
【図１４Ｃ】さらなる実施形態によるスカーフ内のフェイスマスクの斜視図である。
【００４４】
【図１５】一実施形態による空気監視システムのブロック図である。
【００４５】
【図１６Ａ】図１５の空気監視システムのユーザ通信機器である。
【図１６Ｂ】図１５の空気監視システムのユーザ通信機器である。
【図１６Ｃ】図１５の空気監視システムのユーザ通信機器である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
特許請求される各々の実施形態の例を示すために、種々の装置またはプロセスを以下で説明する。以下で説明される実施形態は、特許請求される実施形態を限定するものではなく、特許請求される実施形態は、以下で説明されるプロセスまたは装置とは異なるプロセスまたは装置を包含し得る。特許請求される実施形態は、以下で説明されるいずれか１つの装置またはプロセスの特徴の全てを有する装置もしくはプロセスに限定されず、あるいは以下で説明される装置の複数または全てに共通の特徴に限定されない。
【００４７】
図１〜図５を参照すると、空気をろ過するためのフェイスマスク１０が示されている。より詳細には、フェイスマスク１０は、ユーザの顔を覆って配置されたときに空気から汚染物質および微粒子状の浮遊混入物質をろ過するための呼吸マスクである。空気が、ユーザの呼吸によって引き込まれ、汚染物質がろ過によって取り除かれ、ユーザの呼吸器系への進入が防止される。ユーザが息を吐き出すとき、フェイスマスク１０は、吐き出された空気を放出する。フェイスマスク１０は、容易な製造ならびに部品の簡単な組み立ておよび交換をユーザに提供することができる構成要素を含む。ろ過される汚染物質および浮遊混入物質は、一酸化炭素、チッ素酸化物、オゾン、硫黄、ＰＭ２．５、ＰＭ１０、および花粉を含みうる。植物からの花粉を、人間におけるアレルギおよび反応を防ぐためにフェイスマスク１０によってろ過することができる。
【００４８】
フェイスマスク１０は、フェイスマスク１０の外層として機能し、保護用の外面をもたらす前部シェル１２を含む。前部シェル１２は、支持体１６に取り付けられ、前部シェル１２および支持体１６は、両者の間にフィルタ１４を保持するように協働する。支持体１６が、フェイスマスク１０内のフィルタ１４に構造をもたらし、フィルタ１４を支持する一方で、前部シェル１２は、フィルタ１４およびフェイスマスク１０の内部の構成要素を保護する。
【００４９】
前部シェル１２を、熱可塑性物質、炭素繊維、およびプラスチックなど、剛体材料、半剛体材料、または可撓性材料から製作することができる。前部シェル１２は、例えば金、白金、ならびにレース、皮革、ファブリック、およびシルクなどの可撓性材料、などの材料で作られた審美層をさらに含むことができる。特定の実施形態においては、前部シェル１２を、スカーフ、ジャケット、バラクラバ帽、セーター、およびヘルメットなどの種々の着用の衣類に取り付けることができる。前部シェル１２を、例えば磁石、ボタン、および他の留め具を使用して着用の衣類に取り付けることができる。
【００５０】
前部シェル１２は、前部シェル１２が種々のパターン、サイズ、色、形状、動物の顔、などを有することができるように、交換可能であってもよい。前部シェル１２は、フェイスマスク１０の外側を装飾することができる。フェイスマスク１０は、フェイスマスク１０をユーザの頭部に保持するために、前部シェル１２に取り付けられた頭部ストラップ２８を含むことができる。
【００５１】
前部シェル１２は、到来する空気をマスク１０内へと通過させてフィルタ１４に通すことができるように入口穴１８を有し、フィルタ１４は空気から微粒子成分をろ過する。フィルタ１４は、前部シェル１２と支持体１６との間に固定される。
【００５２】
フィルタ１４を、サッカロースなどの生分解性材料またはナノ材料で製作することができる。生分解性材料は、処分されたときにフィルタ１４が（例えば、ごみ廃棄場において）さらなる汚染に寄与しないように、可溶性であってよい。
【００５３】
さらに、前部シェル１２は、呼気をフェイスマスク１０の外へと通過させることができる入口穴１８から離れた呼気ポート２０を有する。呼気ポート２０は、呼気が入口穴１８を再び通過する必要がなく、したがってフィルタ１４を内側から劣化させることがないように、呼気をフェイスマスク１０から排出することを可能にする。呼気ポート２０の出口は、下方へとユーザの口および鼻から遠ざかるように位置する。これは、好都合なことに、呼気をフェイスマスク１０から遠ざかるように導き、ユーザが眼鏡も着用している場合に曇りを低減することができる。
【００５４】
呼気ポート２０は、支持体１６上の出口弁２２に流体連通している。出口弁２２は、一方向弁であり、フェイスマスク１０の内側から周囲への空気の吐出のみを可能にする。出口弁２２は、フェイスマスク１０の外側からユーザの呼吸器系への空気の通過を許さない点で、一方向である。
【００５５】
フェイスマスク１０は、ユーザの鼻および口の周囲に柔軟かつ気密なシールをもたらすために支持体１６の外縁に取り付けられたフェイスシール２４を含む。フェイスシール２４は、ユーザの顔にぴったりのシールを提供し、フィルタ１４を通らない空気の進入を許さない。フェイスシール２４は、前部シェル１２の背後に位置し、ユーザの顔面に接触して皮膚に対して気密なシールを形成する。これにより、全ての吸気が、前部シェル１２およびフィルタ１４を通過する。
【００５６】
いくつかの実施形態において、フェイスシール２４は、シリコーン製である。さらに、フェイスシール２４は、暖かい環境においてユーザの顔を冷やし、あるいは低温の環境においてユーザの顔を暖めるために、冷却ゲルなどの相変化材料を含んでもよい。いくつかの場合、フェイスシール２４は、特定のユーザに合わせてカスタマイズされ、他の場合には、フェイスシール２４は、ユーザの顔のさまざまな形状およびサイズに柔軟に対応することができる。さらに、フェイスシール２４は、ユーザが（例えば、話すために）口および顔を動かすときに、ユーザの顔との気密なシールを維持し続けることができるように柔軟であってよい。場合によっては、フェイスシール２４は完全には気密でないが、ユーザの顔面とフェイスシール２４との間を通過する空気が多くなればなるほど、フェイスシール２４がフィルタ１４において汚染物質をろ過しない機会が多くなる。
【００５７】
前部シェル１２は、前部シェル１２の両側に配置された一対のシェル取り付け部材３２を含む。前部シェル１２は、支持体１６への取り付けのために、前部シェル１２の内側において鼻位置に位置する上部シェルコネクタ３３を含む。支持体１６は、シェル取り付け部材３２に蝶番式にて取り付けられる対応する内側取り付け部材３０と、上部シェルコネクタ３３に取り外し可能に取り付けられる上部アタッチメント３７とを有する。
【００５８】
内側取り付け部材３０およびシェル取り付け部材３２は、例えば、前部シェル１２を支持体１６に取り外し可能に取り付けるクリップまたは他の機械的な装置であってよい。
【００５９】
ここで図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、前部シェル１２の内側の図が示されている。前部シェル１２は、フィルタ１４の交換を容易にするために、ユーザによって支持体１６から取り外すことが可能であってよい。前部シェル１２および支持体１６は、（前部シェル１２の）上部シェルコネクタ３３および（支持体１６の）上部アタッチメント３７において蝶番式にて結合し、（前部シェル１２の）シェル取り付け部材３２および（支持体１６の）内側取り付け部材３０へとフェイスマスク１０の側方において嵌まり合う。前部シェル１２は、シェル取り付け部材３２上に外側解放部材３５を含む。
【００６０】
外側解放部材３５に、ユーザが、シェル取り付け部材３２を内側取り付け部材３０から外すことによってフェイスマスク１０を二枚貝状に開くために、外方向に圧力を加えることができる。次いで、ユーザは、前部シェル１２を上部アタッチメント３７および上部シェルコネクタ３３を中心にして上方へと枢動させる。さらに、前部シェル１２を支持体１６から完全に取り外すことができるように、上部アタッチメント３７と上部シェルコネクタ３３とを着脱可能に切り離すことができる。外側解放部材３５は、指掛け（ｆｉｎｇｅｒ  ｐｉｃｋ）として機能する。ユーザの指を、フェイスシール２４および外側解放部材の下方に差し入れ、前部シェル１２を開くことができる。
【００６１】
さらに、前部シェル１２は、フィルタ位置合わせ部材３６を有する。フィルタ位置合わせ部材３６は、支持体１６への接続時にフィルタ１４を整列させるために前部シェル１２の内側に配置されている。前部シェル１２は、少なくとも４つのフィルタ位置合わせ部材３６を含む。前部シェル１２は、フィルタの整列の領域をさらに区別するために、平滑から粗くなる表面のテクスチャを含むことができる。
【００６２】
前部シェル１２は、フェイスマスク１０の中央領域にパターン８０にて形成された入口穴１８を有する。さらに、前部シェル１２は、出口弁２２に整列する穴のない出口領域８２を有する。フィルタ１４は、入口穴のパターン８０を覆うような構成および寸法を有する。
【００６３】
次に図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、一実施形態による入口穴１８が示されている。入口穴１８のうちの少なくとも１つは、フィルタ１４が前部シェル１２の内面上に直接位置することがないように、入口穴１８に隣接して前部シェル１２の内面から延びる気流用スタンドオフ（ａｉｒｆｌｏｗ  ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）４４を有する。気流用スタンドオフ４４は、内側への気流４２が入口穴１８に直接には面していない場所においてもフィルタ１４を通過するため、気流の改善をもたらすことができる。
【００６４】
各々の気流用スタンドオフ４４は、突出部４５および張り出し部４７を有することができる。突出部４５は、前部シェル１２の内面から外側へと突出している。いくつかの場合、突出部４５は、隣接する入口穴１８のサイズとほぼ同じ距離だけ離れた位置において前部シェル１２の表面から突出している。張り出し部４７は、隣接する入口穴１８の少なくとも一部を覆うように突出部４５から（例えば、直角に）突出している。いくつかの場合、張り出し部４７は、隣接する入口穴１８とほぼ同じサイズである。張り出し部４７は、気流用スタンドオフ４４がフィルタ１４を突き破り、結果としてフィルタ１４が役に立たなくなり、フィルタ１４を前部シェル１２の表面から押し離すことによって気流に使用される表面積を増やすという利点も失われることを、阻止することができる。
【００６５】
気流用スタンドオフ４４は、張り出し部４７の周囲の気流４２をもたらすことで、フィルタ１４の面への気流の領域を増大させることができる。一実施形態において、各々の気流用スタンドオフ４４は、別の気流用スタンドオフ４４と直接隣接していない。一実施形態において、気流用スタンドオフ４４は、気流用スタンドオフ４４を持たない入口穴１８によって囲まれている。さらなる実施形態においては、３つの入口穴１８ごとに約１つの入口穴１８が、隣接する気流用スタンドオフ４４を有する。気流用スタンドオフ４４は、空気の流れを改善し、フィルタ１４への表面積を増大させる。気流用スタンドオフ４４を使用して、視覚的効果を生み出すこともできる。
【００６６】
ここで図８および図９を参照すると、支持体１６およびフェイスシール２４が示されている。支持体１６は、フィルタ１４を支持するための縦方向フレーム部材３４ａおよび横方向フレーム部材３４ａ、３４ｂを有する枠組み３４と、空気の通過を可能にするための開放領域３１とを含む。一実施形態において、枠組み３４は、中央縦方向フレーム部材３４ａと、少なくとも２つの横方向フレーム部材３４ｂとを含む。枠組み３４は、抗菌ポリマーおよびプラスチックを含むことができる。フィルタ１４は、開放領域３１を覆って前部シェル１２と枠組み３４との間に位置する。枠組み３４は、頭部ストラップ２８への取り付けに対応することができる。さらに、枠組み３４は、他の材料に接着されてもよく、何らかの他の方法（縫い付け、クリップ、など）で他の表面および材料へと取り付けられる取り付け機構を有してもよい。
【００６７】
支持体１６は、フェイスシール２４へと取り付けられる接続リム２６を含む。フェイスシール２４を、支持体１６に取り付ける（例えば、接着する）ことができる。あるいは、フェイスシール２４を、オーバーモールドによって支持体１６上に形成することができる。
【００６８】
使用者の顔への密着に加えて、フェイスシール２４は、支持体１６と前部シェル１２との間でフィルタ１４の周囲をシールする。フェイスシール２４は、フィルタ１４の周囲と一致するように、開放領域３１の外縁を囲むガスケットとして機能する。フェイスシール２４は、前部シェル１２が支持体１６へと取り付けられたときに圧縮による挟み付けを生じさせることによって、フィルタ１４の周囲をシールする。これにより、吸い込まれる全ての空気がフィルタ１４を通過し、フィルタ１４の周囲を移動して開放領域３１を通過する空気は存在しない。呼気時に、弁２０を通る空気の流れの抵抗は、フィルタ１４を通る空気の流れの抵抗よりも弱く、吸い込み時には弁２０が閉じ、フィルタ１４を通る進入だけを可能にする。
【００６９】
フェイスシール２４は、中央縦方向フレーム部材３４ａに沿って下方へと延びる鼻部シール４０を含む。鼻部シール４０は、中央縦方向フレーム部材３４ａのポスト穴３９に接続するコネクタポスト２５（図５において見られる）を含むことができる。鼻部シール４０は、フィルタ１４と支持体１６との間に気密なシールをもたらすために、フィルタ１４の一対の鼻部分３８をシールするように配置されている。
【００７０】
フェイスシール２４は、前部シェル１２の周囲の表面１７に密着する合わせ面１９を有する。フェイスシール２４は、内側取り付け部材３０へのアクセスの提供、および内側取り付け部材３０の周囲のシールのための取り付け開口部２１を有する。同様に、フェイスシール２４は、上部アタッチメント３７へのアクセスの提供、および上部アタッチメント３７の周囲のシールのための上部開口部２３を有する。
【００７１】
図４においてさらに詳しく見られるように、支持体１６は、前部シェル１２の呼気ポート２０に通じる出口弁４６を有する。出口弁４６は、支持体１６の穴５０を通過するポスト４８を有する一方向弁である。出口弁４６は、空気の内側への通過を防止するように支持体１６の座５２に当接する。技術的に公知のとおり、出口弁４６を、シリコーンまたは他の柔軟な材料で製作することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態において、支持体１６は、湿気および臭気を吸収するカプセルを含む。湿気および臭気を吸収するカプセルを、支持体１６の内面に沿って配置することができる。湿気および臭気を吸収するカプセルは、ユーザにより快適で気持ちの良い体験をもたらすために、過剰な湿気および不快な臭気を減少させることができる。
【００７３】
図１０は、フィルタ１４の平坦な配置を示している。フィルタ１４は、交換式のメルトブローフィルタ、テクノスタティック（ｔｅｃｈｎｏｓｔａｔｉｃ）フィルタ、炭素フィルタ、ナノフィルタ、または生分解性ナノフィルタであってよい。所定の位置において、フィルタ１４は、前部シェル１２と支持体１６との間に収容される。フィルタ１４は、空気がユーザに到達する前に空気から汚染物質をろ過する。フィルタ１４は、組み込まれていないときには平坦であり、フェイスマスク１０内に配置されたときに三次元形状となるように湾曲する。フィルタ１４は、中心軸に関しておおむね対称的であってよい。フィルタ１４が使用のために折り合わされるとき、中央鼻部スリットによって隔てられた鼻部分３８が互いに合わさり、フェイスマスク１０への挿入のための三次元の形態を形成する。鼻部分３８は、支持体１６の枠組み３４上のフェイスシール２４の鼻部シール４０に整列する。フィルタ１４の周囲は、フェイスシール２４に密着する。
【００７４】
フィルタ１４は、前部シェル１２の表面と相互作用するフィルタ表面６０を含む。フィルタは、前部シェル１２の内面のフィルタ位置合わせ部材３６と一致する上部切り欠き６２、横切り欠き６４、下部切り欠き６６、および下縁部６８を含む。平坦なフィルタ１４の切り欠き６２、６４、６６が前部シェル１２と支持体１５との間に配置されると、フィルタ１４は、二次元から三次元に変化する。フィルタ１４は、気密なシールを生じさせるために周辺部において挟まれる。切り欠き６２、６４、６６は、フィルタ１４が挟まれ、フィルタ１４の周囲の空気の通過が防止されるように、フィルタ１４が所望の形状へと折れ曲がることを可能にする。
【００７５】
図１１が、本発明の頭部ストラップ２８の前側の斜視図を示す。頭部ストラップ２８は、弾性構成要素５４および非弾性構成要素５６を有する。頭部ストラップ２８を、シリコン、プラスチック、ポリウレタン、および皮革などの材料で製作することができる。頭部ストラップ２８は、ユーザの顔へのフェイスシール２４の快適な圧縮を可能にするために、本質的に弾性であってよい。頭部ストラップ２８は、ブランド入りの上部ヘッドバンドを特徴とすることができる。さらに、頭部ストラップ２８は、ストラップ取り付け点、調整可能な穴の設定、およびバンドの弾力性を有するシリコンまたはプラスチック製のストラップを含むことができる。頭部ストラップ２８は、内側取り付け部材３０においてフェイスマスク１０へと接続するためのマスクアタッチメント５５を有する。
【００７６】
図１２は、フェイスマスク１０の頭部ストラップ２８に装着される汚染センサ７０の上方からの図を示している。汚染センサ７０は、空気中の粒子状物質の量を監視する。汚染センサ７０は、汚染センサ７０の内部構成要素の周りの空気の流れを可能にするために通気孔７４を有するハウジング７２を含む。ハウジング７２を、製造時に一体に成形でき、電池は交換可能でなくてよい。
【００７７】
ハウジング７２は、ハウジング７２を頭部ストラップ２８に取り付けるためのバンドアタッチメント７６を含む。汚染センサ７０は、空気中の汚染物質の量を読み取る電子回路（例えば、図１５を参照して説明される汚染回路１２２）を含む。電子回路は、汚染センサ７０とユーザ通信装置上のアプリケーションとの間で読み取りデータを通信するための通信システムを含む。
【００７８】
汚染センサ７０は、引っ張りスイッチ７８を含んでおり、引っ張りスイッチ７８は、ユーザが頭部ストラップ２８を引っ張ることによってフェイスマスク１０を着用し、したがって引っ張りスイッチ７８に張力が加わるときに、汚染センサ７０をオンにするばねを有している。引っ張りスイッチ７８は、ユーザがフェイスマスク１０を取り外し、引っ張りスイッチ７８から張力が除かれるときにオフになる。引っ張りスイッチ７８は、図１５を参照してさらに詳細に説明されるように、ユーザがフェイスマスク１０を着用しているときにのみ汚染センサ７０が汚染データを記録するため、汚染データの追跡の改善を可能にすることができる。
【００７９】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、さらなる実施形態によるフェイスマスク（例えば、フェイスマスク１０）の頭部ストラップ１７１への取り付けのための汚染センサ１７０を示している。汚染センサ１７０は、ハウジング１７２（例えば、ハウジング７２）と、引っ張りスイッチ１７８（例えば、引っ張りスイッチ７８）とを含む。
【００８０】
図１３Ａから分かるように、汚染センサ１７０は、電子回路１８０（例えば、汚染回路１２２）と、電子回路１８０に電力を供給するためのバッテリ１８２と、信号の送信および受信のためのトランシーバ１８４（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））とをさらに含むことができる。
【００８１】
図１３Ｂから分かるように、頭部ストラップ１７１は、弾性構成要素１５４および非弾性構成要素１５６を有する。引っ張りスイッチ１７８およびトランシーバ１８４は、弾性構成要素１５４と非弾性構成要素１５６との間に取り付けられている。電子回路１８０は、汚染センサへの空気の流れを可能にするための通気孔１７４をさらに含むことができる。電子回路１８０は、引っ張りスイッチ１７８およびトランシーバ１８４と通信することができる。
【００８２】
電子回路１８０は、頭部ストラップ１７１の非弾性構成要素１５６に着脱可能に取り付けることができるクリップ１８６を含む。電子回路１８０は、ユーザが望む所望のレベルの機能を提供するために取り外し可能であってよい。例えば、ユーザが、フェイスマスクがオンになっているかどうかの監視だけを望み、汚染の読み取り値の取得を望まない場合、電子回路１８０を取り外し、オフにすることができる。汚染の検知能力が望まれる場合、ユーザは、電子回路１８０を頭部ストラップ１７１に取り付けることができる。さらに、電子回路１８０を、汚染の読み取りおよび／またはユーザの快適性を改善するために、ユーザの所望のとおりに、ユーザ上またはユーザの付近の他の場所（例えば、他の衣類）に取り付け、そこから汚染の読み取り値を取得することができる。
【００８３】
図１３Ｃは、一実施形態による開位置にある引っ張りスイッチ１７８（例えば、引っ張りスイッチ７８）および閉位置にある引っ張りスイッチ１７９を示している。引っ張りスイッチ１７８のハウジング１７２内において、頭部ストラップ１７１は、板ばね１８８に取り付けられている。板ばね１８８は、金属などの導電性材料で作られている。引っ張りスイッチ１７８、１７９は、板ばね１８８に接触するようにハウジング１７２に固定された電気接点１９０およびポスト１９２を含む。頭部ストラップ１７１が引っ張られていないとき、引っ張りスイッチ１７８は開いており、板ばね１８８は、電気接点１９０に接触しておらず、ポスト１９２に当接している。頭部ストラップ１７１がハウジング１７２から引き出されると、板ばね１８８が移動して電気接点１９０に接触し、電気回路が完成し、引っ張りスイッチ１７９が閉じられる。引っ張りスイッチ１７８、１７９は、頭部ストラップ１７１がハウジング１７２から完全に引き出されることを防ぐためのストッパを含むことができる。
【００８４】
ここで図１４Ａ〜図１４Ｃを参照すると、一実施形態によるスカーフ２０２に埋め込まれたフェイスマスク２００が示されている。スカーフ２０２は、スカーフ材料へと縫い込まれ、あるいは結合された取り付けカップ２０６を含む。取り付けカップ２０６は、（図１〜図１１を参照して説明したように）前部シェル１２と同様に機能して、フェイスマスク２００上のスナップ機構２０８（例えば、３０、３７）に取り付けられる。取り付けカップ２０６は、フェイスマスク２００との間にフィルタ２１０をシールする。
【００８５】
フェイスマスク２００は、使用されていないとき、ユーザ２０４によって着用され得る（図１４Ｂ）。使用時（図１４Ｃ）に、スカーフ２０２は、頭部ストラップ２１２を覆う。
【００８６】
ここで図１５に目を向けると、一実施形態による空気監視システム１００が示されている。空気監視システム１００は、図１〜図１１を参照して説明したマスクなど、空気をろ過するためのフェイスマスク１０２を含む。フェイスマスク１０２は、汚染回路１０６を有するマスクセンサ装置１０４（図１２、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃに関して説明した汚染センサ７０、１７０、など）を含むことができる。ユーザの呼気（湿気、二酸化炭素、および他のガスを含む）によってマスクセンサ装置１０４の読み取り値が歪められることがないように、マスクセンサ装置１０４は、フェイスマスク１０２の外部に取り付けられる。
【００８７】
空気監視システム１００は、マスクセンサ装置１０４から空気品質読み取り値（ＡＱＲ）を受信するためにマスクセンサ装置１０４と通信するユーザ通信機器１０８（例えば、モバイル機器、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、など）を含む。マスクセンサ装置１０４は、（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）を介して）ユーザ通信機器１０８と直接通信し、あるいはネットワーク１１０（モバイルネットワークおよび／またはインターネットなど）を介してユーザ通信機器１０８と間接的に通信する。ユーザ通信機器１０８は、フェイスマスク１０２を着用または使用しているユーザ１１２によって使用されてよい。さらに、マスクセンサ装置１０４およびユーザ通信機器１０８は、ネットワーク１１０を介してサーバ１１４と通信することができる。
【００８８】
マスクセンサ装置１０４は、フェイスマスク１０２のストラップ上、フェイスマスク１０２内、ユーザ通信機器１０８上、および／またはユーザ通信機器１０８のケース上に位置することができる。さらなる実施形態においては、マスクセンサ装置１０４を、リストバンドに設け、衣類に設け、首ひも上のスマートバッジに設け、あるいはユーザ通信機器１０８に統合するなど、ユーザ１１２上の別の場所に設けることができる。
【００８９】
いくつかの場合、人間の呼気が湿気および二酸化炭素を含む可能性があり、センサの読み取り値を歪める可能性があるため、汚染センサ７０はフェイスマスク１０内には位置しない。
【００９０】
ユーザ通信機器１０８は、ユーザ１１２との対話のために作られた専用の空気監視アプリケーション１１８を含む。空気監視アプリケーション１１８は、フェイスマスク１０２を着用するか否かについてのユーザ１１２の判断を支援するために、センサからの空気品質等級をユーザ通信機器１０８上に表示することができる。ユーザ通信機器１０８は、ＡＱＲをユーザフレンドリなグラフィカル表示にて汚染データとして表示することができる。
【００９１】
空気監視アプリケーション１１８およびマスクセンサ装置１０４は、独立して動作するが、空気監視システム１００は、協働して動作するときに特に好都合であり得る。図１６Ａ〜図１６Ｃから分かるように、マスクセンサ装置１０４は、局所的な空気をサンプリングし、種々の時点および地理的間隔における局所的な空気の品質を測定して、ＡＱＲを生成する。ＡＱＲは、マスクセンサ装置１０４から収集され、ユーザ通信機器１０８へと送信されるが、サーバ１１４にアップロードされてもよい。
【００９２】
マスクセンサ装置１０４は、ユーザ１１２が呼吸する環境における空気品質読み取り値（ＡＱＲ）を測定するための少なくとも１つの空気汚染センサ１２０を含む。空気汚染センサ１２０は、湿度センサ、温度センサ、ほこりセンサ（例えば、光に基づく）、ＣＯ、ＮＯ２、Ｏ３、ＳＯ２、ＰＭ２．５、およびＰＭ１０を測定するための種々のセンサ、ならびに空気の品質またはアレルゲンを監視するための他の大気センサのうちの任意の１つ以上を含むことができる。したがって、ＡＱＲは、湿度、温度、ほこり、ＣＯ、ＮＯ２、Ｏ３、ＳＯ２、ＰＭ２．５、ＰＭ１０、および他の空気の品質またはアレルゲンの情報のうちの任意の１つ以上についての読み取り値を含むことができる。
【００９３】
特定の実施形態において、空気汚染センサ１２０は、レンズによって赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）の焦点を合わせ、光をフォトダイオードへと集める。空気が通気孔（７４）を通って進入し、粒子が光ビームを横切ると、光線に乱れが生じ、これがフォトダイオードにおけるピックアップを変化させ、フォトダイオードが受け取る電圧またはフォトダイオードが戻す電圧を変化させる。空気汚染センサ１２０からの信号は、デジタル信号に変換される。
【００９４】
特定の実施形態において、フェイスマスク１０２は、フィルタの背後に配置された汚染センサを含む。この汚染センサからのＡＱＲは、どの程度の汚染がフィルタを通過しているかについての最新かつ正確な読み取り値も提供することができる。
【００９５】
さらに、マスクセンサ装置１０４は、マスクセンサ装置１０４の特定の動作を実行するための汚染回路１２２を有する。汚染回路１２２は、ＡＱＲを格納するためのローカルマスクデータベースを有するメモリを含む。さらに、汚染回路１２２は、ＡＱＲを処理し、個人の空気品質指標を作成するためのプロセッサと、ＡＱＲを送信および受信するためのトランシーバと、汚染回路１２２に電力を供給するための電源（充電式または交換式の電池など）とを含む。
【００９６】
サーバ１１４は、少なくとも１つのマスクセンサ装置１０４からＡＱＲを受信し、空気監視アプリケーション１１８から位置データを受信して、ＡＱＲの三次元リアルタイムマップを作成する。ユーザ通信機器１０８は、例えば搭載されたＧＰＳ（全地球測位システム）から位置データを測定し、位置データをサーバ１１４に送信する。位置データおよび収集されたＡＱＲを、その国または地域のそれぞれの空気品質指標（ＡＱＩ）の形式となるようにカスタマイズすることができる。ＡＱＩは、例えば、０〜５００の尺度における数字であってよく、小さな値が良好であり、有害な汚染を表すより大きな値へと進行する。
【００９７】
ＡＱＲの特定の時間および位置から、サーバ１１４は、時間および距離とともに劣化し得るＡＱＲ精度値を決定する。空気監視アプリケーション１１８は、既存のＡＱＲに対するユーザ通信機器１０８の近接度を測定し、距離、時間、および予測可能性に基づいて、ユーザの個人ＡＱＩおよびＡＱＲ精度を計算する。ＡＱＲ精度が所定のしきい値（許容信頼レベル）より大きい場合、個人ＡＱＩおよびＡＱＲ精度は、ユーザ通信機器１０８上のディスプレイを介してユーザに報告される。ＡＱＲ精度が所定のしきい値より小さく、かつマスクセンサ装置１０４が有効であって、現在装着されている場合、空気監視アプリケーション１１８は、空気をサンプリングするようにマスクセンサ装置１０４にプロンプトを送信する。マスクセンサ装置１０４は、新たな汚染測定を実行し、新たなＡＱＲが記憶され、サーバ１１４に送信される。サーバ１１４は、ＡＱＲマップを更新する。
【００９８】
さらに、サーバ１１４は、ＡＱＲデータからの現在のＡＱＲを必要とせずに将来または現在の空気の品質を決定し、ＡＱＲ予測を作成する。サーバ１１４は、これらに限られるわけではないが１日のうちの時刻、気流、温度、湿度、および地理的事象を含む予測因子に基づき、汚染物質のレベルおよびパターンを使用して、ＡＱＲ予測を決定する。
【００９９】
種々の実施形態において、空気監視システム１００は、ユーザ通信機器１０８を伴わないマスクセンサ装置１０４、マスクセンサ装置１０４を伴わないユーザ通信機器１０８、あるいはマスクセンサ装置１０４およびユーザ通信機器１０８の両方を含むことができる。空気監視アプリケーション１１８は、マスクセンサ装置１０４と組み合わされていないとき、グローバルモードで動作する。
【０１００】
空気監視アプリケーション１１８とマスクセンサ装置１０４とが互いに組み合わされているとき、空気監視アプリケーション１１８は、個人モードで動作する。個人モードは、トップレベルの制御を空気監視アプリケーション１１８から（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して）直接もたらすことを可能にする。空気監視アプリケーション１１８は、汚染回路１２２を制御することができ、汚染回路１２２は、列データを送り返すことによって応答する。
【０１０１】
ユーザ通信機器１０８がマスクセンサ装置１０４にリンクされていないとき、マスクセンサ装置１０４は、ローカルモードで動作する。空気監視アプリケーション１１８は、デフォルトではローカルデフォルトモードで動作する。
【０１０２】
空気監視アプリケーション１１８は、フィルタ寿命モジュール１２４を含むことができる。フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザの呼吸数または呼吸の気流、ユーザによるフェイスマスク１０２の着用期間、およびその間のユーザの位置におけるＡＱＲデータからの空気汚染物質のレベルから、フィルタの寿命、フィルタの有効性、および総使用量のうちの任意の１つ以上を決定する。各々のフィルタ（例えば、フィルタ１４）は、試験時に飽和して通気性が低下することが示される所定の負荷容量（例えば、ミリグラムを単位にして測定される）を有する。ユーザがろ過した汚染物質の量は、ＡＱＲおよび着用時間から決定される。ユーザによるフェイスマスク１０２の着用時間とフィルタの寿命との間に、線形の関係が存在する。
【０１０３】
フィルタ寿命モジュール１２４は、（例えば、引っ張りスイッチ７８、１６６から）時間データを受け取り、フェイスマスク１０２がオンになっている期間、ユーザ１１２、およびその期間におけるユーザのＡＱＲを記憶する。ユーザ通信機器１０８内の加速度計が、活動レベル、ならびに年齢、身長、および体重に関するユーザ入力データを監視し、フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザの呼吸数を決定する。
【０１０４】
空気監視システム１００がマスクセンサ装置１０４を含まない場合、フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザ１１２がいつフェイスマスク１０２を使用しているかについて、デフォルトの決定を行う。デフォルトの決定を、ユーザ１１２が調整することができる。
【０１０５】
フィルタによって阻止された汚染物質の量が増えるにつれて、フィルタ寿命モジュール１２４は、フィルタの寿命が減少していることを表示する。フィルタの寿命が短くなるときの或る時点において、フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザ１１２に対してフィルタの交換を促す。さらに、フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザ１１２に対してさらなるフィルタの購入を促し、フィルタを購入することができるオンライン市場へのリンクを提供することができる。さらなる実施形態において、フィルタ寿命モジュール１２４は、ユーザ１１２からの介入を必要とせずに、フィルタを注文してユーザへと送ることができる。
【０１０６】
マスクセンサ装置１０４は、状況データおよび関連性パラメータに基づいて、関連性についてデータをチェックする。ユーザ通信機器１０８からの状況データに基づいて、マスクセンサ装置１０４は、空気品質の測定を開始させることができる。状況データは、環境の変化を含むことができる。例えば、ユーザ通信機器が環境の変化を認識すると、新しいＡＱＲを取得して送信するように少なくとも１つの汚染センサが作動させられる。状況データは、ＧＰＳ、ＷＩＦＩ（登録商標）、または従来からのユーザ通信機器１０８に存在する他のシステムに基づくことができる。状況データは、通信信号の喪失、温度の変化、（例えば、車での）ＧＰＳ上の急速な移動、およびユーザが往来の多い通りの近くにいる旨のＧＰＳによる認識を含むことができる。
【０１０７】
例えば、ユーザが地下鉄に進入する場合、モバイル通信機器１０８はモバイル通信の範囲外であり、これは、ユーザが地下にいることを意味し、新たな空気品質の読み取り値を取得すべくマスクセンサ装置１０４を作動させる。別の例では、ユーザおよびユーザ通信機器１０８がＷＩＦＩ接続の範囲外になり、ユーザ通信機器１０８がＷＩＦＩ接続へと復帰する場合に、マスクセンサ装置１０４は、新たな空気品質の読み取り値を取得する。さらなる例においては、ユーザおよびユーザ通信機器１０８が屋内（例えば、オフィス内）にある場合に、ひとたびユーザが外出すると、ユーザ通信機器１０８は、搭載されたＧＰＳからこの移動を検出し、新たな空気品質の読み取り値を取得するようにマスクセンサ装置１０４を作動させる。
【０１０８】
マスクセンサ装置１０４は、引っ張りスイッチ１２６（引っ張りスイッチ７８など）を含むことができる。さらに、マスクセンサ装置１０４は、オン／オフスイッチ１２８を含むことができる。フェイスマスク１０２がユーザ１１２によって着用されていないとき、引っ張りスイッチ１２６はオフ位置にあり、マスクセンサ装置１０４はオフ状態にある。フェイスマスク１０２が着用されると、引っ張りスイッチ１２６がオンに変化し、汚染回路１２２は、デフォルトでは、電池寿命を節約するためにスリープ状態となる。空気監視アプリケーション１１８（マスクセンサ装置１０４がユーザ通信機器１０８に接続されている場合）によって決定される周期的な間隔で、汚染回路１２２を起動し、かつ、空気汚染センサ１２０を作動させてサンプリングを行うための信号が、ユーザ通信機器１０８から送信される。空気監視アプリケーション１１８がマスクセンサ装置１０４にリンクされていない場合、汚染回路１２２は、所定の時間間隔にて読み取り値を取得するように空気汚染センサ１２０を作動させる。
【０１０９】
汚染回路１２２の作動時、空気汚染センサ１２０が作動し、これは起動段階、サンプリング段階、およびシャットダウン段階を含む。サンプリング段階において空気汚染センサ１２０によって記録された信号を、信号雑音を低減するために平均することができる。次いで、対応する時間および日付（ＡＱＲを含む）を有する平均信号は、数字として記録され、汚染回路１２２の内部メモリ上のデータ列に格納される。ユーザ通信機器１０８とマスクセンサ装置１０４とが一時的に切断された場合、列データは内部メモリに格納される。ユーザ通信機器１０８とマスクセンサ装置１０４とが接続されると、データ列は、マスクセンサ装置１０４からユーザ通信機器１０８へと送信される。
【０１１０】
一実施形態において、マスクセンサ装置１０４は、汚染回路１２２によって制御されるインジケータライト１３０、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。汚染レベルが、高レベルおよび低レベルについての（例えば、ユーザ１１２によって設定される）所定のしきい値に達すると、汚染回路１２２は、インジケータライト１３０を点滅させる。ユーザがマスクを着用しており、ユーザ通信機器１０８がマスクセンサ装置１０４に接続されていない場合、インジケータライト１３０は、ローカルＡＱＲデータに基づいて明滅し、そうでない場合、空気監視アプリケーション１１８がインジケータライト１３０を制御する。
【０１１１】
例えば、ユーザ１１２が、ユーザ通信機器１０８を介して、ＡＱＩにおける１００について警報を生成する場合、空気汚染センサ１２０が１００よりも小さい数字を連続して読み取った後に１００以上のレベル（空気の品質が良好でないことを表している）を読み取ると、マスクセンサ装置１０４上のインジケータライト１３０が赤く点滅する。空気汚染センサ１２０が１００未満の汚染レベルを読み取ると、インジケータライト１３０は、このしきい値を過ぎた時点において緑色で点滅する。汚染レベルが一貫してしきい値を下回ったままであり、あるいは上回ったままである場合、インジケータライト１３０はオフのままになる。インジケータライト１３０は、汚染回路１２２がオン状態にある場合にのみ点滅する。汚染回路１２２がオンであるか否かにかかわらず、空気監視アプリケーション１１８は、グローバルＡＱＩに基づいて、ユーザのしきい値を超えた場合にユーザ１１２への通知を表示する。
【０１１２】
一実施形態において、空気監視アプリケーション１１８は、クラウドソースサンプリングモジュール１３２を含む。複数のマスクセンサ装置１０４が存在する場合、近接して位置する少なくとも２つのマスクセンサ装置１０４は、２つのマスクセンサ装置１０４のうちの他方に関連し得るＡＱＲデータをもたらす可能性がある。この場合、第２のマスクセンサ装置１０４がすでにＡＱＲを取得しているならば、第１のマスクセンサ装置１０４の汚染回路１２２を起動させる必要はないかもしれない。したがって、クラウドソースサンプリングモジュール１３２は、少なくとも１つのマスクセンサ装置１０４の電力を節約することができる。マスクセンサ装置１０４が高密度で存在する場合、電池の使用量をさらに減らし、結果として電池寿命を延ばすことができる。
【０１１３】
ここで図１６Ａ〜図１６Ｃを参照すると、種々のＡＱＲディスプレイ３１０、３１２、３１４を表示しているユーザ通信デバイス３０８が示されている。ＡＱＲディスプレイ３１０は、ＡＱＩの読み取り値３１８と、ＡＱＩを尺度上に示すＡＱＩゲージ３２０を含んでいる。さらに、ＡＱＲディスプレイ３１０は、ここではユーザのフェイスマスクの着用を推奨する着用／非着用インジケータ３２２を含む。さらに、ＡＱＲディスプレイ３１０は、場所３２６（例えば、ユーザの場所）についての地域の天気予報を示す天気インジケータ３２４を含む。ＡＱＲディスプレイ３１２は、残りのフィルタ寿命の割合を示すフィルタ寿命インジケータ３２８を含む。さらに、ＡＱＲディスプレイ３１２は、ユーザが新しいフィルタ３３４を注文することによって古いフィルタ３３２を交換することを可能にするフィルタ注文の選択３３０を含む。ＡＱＲディスプレイ３１４は、履歴および現在の測定値を示すそのユーザの個人ＡＱＩ３３６を含む。
【０１１４】
以上の説明は、１つ以上の装置、方法、またはシステムの例を提示しているが、他の装置、方法、またはシステムが、当業者によって解釈される特許請求の範囲の技術的範囲に含まれ得ることを、理解できるであろう。
【図１】
2019529018.tif 000003
【図２】
2019529018.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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